계산화학실습 보고서

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문서 내 토픽

• 1. 계산화학

  계산화학실습에서는 다양한 초기 구조를 사용하여 실습을 진행한 후 그 결과를 분석하였다. 단분자의 경우 핵전하량과 전기음성도가 커짐에 따라 결합 길이가 짧아지며, 각 분자는 VSEPR 모형을 따르는 결합각을 가진다. 두 물 분자 사이의 거리를 변화시켜가며 계산한 결과, 초기 O(산소)원자핵 간 거리가 2Å일 때 수소결합 에너지가 0.01Ha에 가까웠다. 이는 N(질소)원자핵 간 거리가 Å일 때의 수소결합 에너지 0.0019292보다 높지만, F(플루오린)원자핵 간 거리가 2Å일 때의 수소결합 에너지인 0.0096582을 넘지는 못했다. 이는 중심원자의 전기음성도 차이로 인한 결과로 볼 수 있다. 또한 수소결합 길이는 중심원자의 전기음성도가 작아질수록 짧아지는 것을 확인할 수 있었다. 본 양자계산 과정에서는 Hartree-Fock method와 Born-Oppenheimer approximation을 사용하였으며, 보다 정확한 결과를 위해서는 basis set을 더 크게 만들거나 초기 좌표 설정을 실측값과 유사하게 하는 등의 방법을 고려할 수 있다.

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• 1. 계산화학

  계산화학은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 화학 반응과 물질의 특성을 연구하는 분야입니다. 이 분야는 실험을 통한 전통적인 화학 연구를 보완하고 확장할 수 있는 강력한 도구를 제공합니다. 계산화학은 실험이 어렵거나 위험한 경우, 또는 실험 데이터가 부족한 경우에 특히 유용합니다. 또한 분자 구조, 반응 메커니즘, 물성 등을 신속하고 효율적으로 예측할 수 있어 신약 개발, 신소재 설계, 환경 문제 해결 등 다양한 분야에 활용되고 있습니다. 계산화학은 실험 화학과 이론 화학을 연결하는 가교 역할을 하며, 화학 연구의 지평을 크게 확장시키고 있습니다.